QDSJ178_新能源汽车混动系统原理解析_36页_3mb

新能源汽车混动系统原理解析总结

核心内容

新能源汽车混动系统主要包括串联式、并联式和混联式三种结构形式，每种结构都有其独特的动力传输路径、优缺点及适用场景。本文还探讨了增程式电动汽车（REEV）的概念、结构以及与纯电动汽车（BEV）的区别，最后介绍了当前主流的**混合动力专用变速器（DHT）**及其发展趋势。

主要观点

1. 串联式混合动力系统

• 结构：发动机带动发电机发电，电能由控制器输送到电机，电机驱动车轮。
• 特点：发动机始终在高效率区间运行，不直接参与驱动，电机功率通常大于发动机。
• 优点：
  • 发动机在高效区运行，降低油耗；
  • 城市拥堵时可实现纯电驱动，环保；
  • 结构简单，适合小型车辆。
• 缺点：
  • 需要大功率电机，成本高；
  • 发动机仅用于发电，无法直接驱动车轮，存在效率损失；
  • 电池容量大，需频繁充电。

2. 并联式混合动力系统

• 结构：发动机和电机并联驱动车轮，可单独或共同工作。
• 优点：
  • 发动机与电机可共同驱动，提升动力性能；
  • 纯电模式下具备电动汽车的安静与低使用成本；
  • 改动较小，成本较低。
• 缺点：
  • 油耗控制困难，发动机难以始终在最佳工况运行；
  • 电池馈电后需依赖发动机直驱，影响燃油经济性。

3. 混联式混合动力系统

• 结构：串联式与并联式的综合，根据车速和工况切换模式。
• 优点：
  • 能适应多种工况，兼顾燃油经济性和动力性能；
  • 适用于各种车型，灵活性高。
• 缺点：
  • 结构复杂，对控制系统要求高；
  • 制造成本相对较高。

关键信息

增程式电动汽车（REEV）

• 定义：在纯电模式下可满足所有动力需求，当电池电量不足时，发动机为电机供电，延长续航。
• 结构：由发动机、发电机和电池组成增程器模块，电机为驱动模块。
• 特点：
  • 不与驱动系统有机械连接，发动机仅用于发电；
  • 不属于纯电动汽车，而是混动汽车的一种；
  • 在国内多数城市无法享受纯电政策福利，需按混动车型管理。

通用Voltec混动系统

• 结构：采用双电机+两排行星齿轮组的复杂设计，实现多种工作模式。
• 工作模式：
  • 单电机驱动、双电机驱动、低增程、固定速比增程、高增程等。
• 特点：
  • 高增程模式下实现复合式功率分流；
  • 传输效率较高，但结构复杂，维修成本高。

本田i-MMD混动系统

• 结构：采用平行轴式混合动力系统，具备纯电、发动机直驱、混动串联、混动并联和动能回收模式。
• 特点：
  • 采用阿特金森循环发动机，热效率高；
  • 仅设置一个挡位用于并联模式，限制了发动机高效区间；
  • 通过电池充放电调节发动机工作点，使其保持在高效区间。

雷神智擎 Hi·X混动系统

• 结构：采用双DHT（Dedicated Hybrid Transmission）设计，实现多挡位切换；
• 特点：
  • DHT Pro具备3挡布局，提升动力响应；
  • 集成度高，支持多种驱动模式；
  • 通过多挡位优化，延长发动机高效区间。

长城柠檬DHT混动系统

• 结构：采用同步器换挡结构，支持多种工作模式；
• 特点：
  • 可在低速时进入并联模式，实现弹射起步；
  • 通过多挡位优化提升系统整体效率；
  • 集成度高，动力总成紧凑。

DHT混动系统概述

• 定义：混合动力专用变速器，是将双电机与变速器高度集成的系统。
• 特点：
  • 配备混动专用发动机（如阿特金森循环或深度米勒循环）；
  • 采用高效电机（如扁线+油冷+高速配置）；
  • 支持多种驱动模式（发动机直驱、电机直驱、串联、并联）；
  • 通过多挡位设计，延长发动机高效区间，提升系统综合效率。

各工况下的匹配度与完备性

• 匹配度：考察发动机、发电机和电机输出功率是否与轮端需求匹配，避免响应延迟或动力不足。
• 完备性：确保各动力源之间的耦合关系，使其高效区特性互补，避免低效区运行。
• 问题：
  • 串联式系统中发动机无法直驱车轮，可能进入低效区；
  • 单排行星齿轮组结构限制了发动机与电机的解耦，影响系统效率。

混动系统分类对比表

结论

混动系统的设计需要综合考虑结构复杂性、动力性能、燃油经济性、系统效率和成本控制。目前，混联式结构成为主流，尤其在DHT混动系统的推动下，其通过多挡位设计和高效电机、发动机的组合，实现了动力总成的综合效率最大化。而增程式电动汽车作为过渡方案，虽然在结构上接近串联式，但因其发动机参与发电，并非纯电车型。随着技术的发展，DHT系统正在逐步成为混动汽车的主流选择。